DE102006006421B4

DE102006006421B4 - The power semiconductor module

Info

Publication number: DE102006006421B4
Application number: DE200610006421
Authority: DE
Inventors: Marco Lederer; Rainer Popp
Original assignee: Semikron GmbH and Co KG; Semikron Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron Danfoss Elektronik & Co Kg De GmbH
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2026-02-14
Also published as: DE102006006421A1; EP1840961B1; EP1840961A2; EP1840961A3

Abstract

Leistungshalbleitermodul (1) mit mindestens einem Substrat (5), mindestens einem hierauf angeordnete Leistungshalbleiterbauelement (60), einem Gehäuse (3), einem ersten Kunststoffformkörper (30), nach außen führenden Anschlusselementen (70) und einem zweiten Kunststoffformkörper (32) auf dem ersten Kunststoffformkörper (30), wobei das Substrat (5) einen Isolierstoffkörper (52) aufweist und auf dessen erster dem Inneren des Leistungshalbleitermoduls (1) zugewandten Hauptfläche Leiterbahnen (54) angeordnet sind und wobei mindestens ein Anschlusselement als eine Kontaktfeder (70) einstückig mit einer ersten Kontakteinrichtung (72), einer zweiten Kontakteinrichtung (76) und mindestens einem federnden Abschnitt (74) dazwischen ausgebildet ist, wobei der erste Kunststoffformkörper (30) mindestens einen senkrecht zum Substrat angeordneten Schacht (302) zur Aufnahme der Kontaktfeder (70) aufweist, dieser Schacht (302) eine seitliche Ausnehmung (306) zur verdrehsicheren Anordnung der Kontaktfeder (70) und eine Aussparung (304) zur Aufnahme eines zugeordneten Teilkörpers (324) des zweiten Kunststoffformkörpers (32) aufweist, wobei dieser Teilkörper ebenfalls eine seitliche Ausnehmung (326) und auf der dem Substrat abgewandten Seite eine Ausnehmung (328) für die erste Kontakteinrichtung (72) der Kontaktfeder (70) aufweist wobei die Ausnehmung (328) derart gestaltet ist, dass nur die erste Kontakteinrichtung (72) nicht aber der federnde Abschnitt (74) hindurch reicht und wobei die erste Kontakteinrichtung (72) der Kontaktfeder (70) bügelförmig ausgebildet ist mit zwei seitlichen Längsabschnitten (720, 722) an der bügelförmigen ersten Kontakteinrichtung (72), die den federnden Abschnitt (74) in seinem Durchmesser überragen und in den Aussparungen (306, 326) angeordnet sind.Power semiconductor module (1) with at least one substrate (5), at least one power semiconductor component (60) arranged thereon, a housing (3), a first plastic molded body (30), connection elements (70) leading to the outside and a second plastic molded body (32) on the first molded plastic body (30), wherein the substrate (5) has an insulating body (52) and on its first main surface facing the interior of the power semiconductor module (1) conductor tracks (54) are arranged and at least one connection element as a contact spring (70) in one piece with a first contact device (72), a second contact device (76) and at least one resilient section (74) is formed in between, the first plastic molded body (30) having at least one slot (302) arranged perpendicular to the substrate for receiving the contact spring (70) , this shaft (302) has a lateral recess (306) for the non-rotatable arrangement of the contact spring it has (70) and a recess (304) for receiving an associated partial body (324) of the second plastic molded body (32), this partial body also having a lateral recess (326) and on the side facing away from the substrate a recess (328) for the the first contact device (72) of the contact spring (70), the recess (328) being designed in such a way that only the first contact device (72) but not the resilient section (74) extends through it, and the first contact device (72) of the contact spring ( 70) is bow-shaped with two lateral longitudinal sections (720, 722) on the bow-shaped first contact device (72), which protrude beyond the resilient section (74) in diameter and are arranged in the recesses (306, 326).

Description

Die Erfindung beschreibt ein Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktausführung. Einen Ausgangspunkt der Erfindung bilden Leistungshalbleitermodule wie sie beispielhaft aus der DE 197 19 703 A1 bekannt sind.The invention describes a power semiconductor module in pressure contact design. A starting point of the invention form power semiconductor modules as exemplified by DE 197 19 703 A1 are known.

Derartige Leistungshalbleitermodule bestehen nach dem Stand der Technik aus einem Gehäuse mit mindestens einem darin angeordneten elektrisch isolierenden Substrat vorzugsweise zur direkten Montage auf einem Kühlbauteil. Das Substrat seinerseits besteht aus einem Isolierstoffkörper mit einer Mehrzahl darauf befindlicher gegeneinander isolierter metallischer Verbindungsbahnen und hierauf befindlichen und mit diesen Verbindungsbahnen schaltungsgerecht verbundenen Leistungshalbleiterbauelementen. Weiterhin weisen die bekannten Leistungshalbleitermodule Anschlusselemente für externe Last- und Hilfsanschlüsse sowie im Inneren angeordnete Verbindungselemente auf. Diese Verbindungselemente für schaltungsgerechte Verbindungen im Inneren des Leistungshalbleitermoduls sind meist als Drahtbondverbindungen ausgebildet.Such power semiconductor modules according to the prior art consist of a housing with at least one electrically insulating substrate arranged therein, preferably for direct mounting on a cooling component. The substrate in turn consists of an insulating body with a plurality of mutually insulated metallic interconnect tracks located thereon and power semiconductor components located thereon and connected in a circuitally correct manner to these interconnect tracks. Furthermore, the known power semiconductor modules have connection elements for external load and auxiliary connections as well as connecting elements arranged in the interior. These connecting elements for circuit-compatible connections in the interior of the power semiconductor module are usually designed as Drahtbondverbindungen.

Ebenfalls bekannt sind druckkontaktierte Leistungshalbleitermodule, wie sie aus der DE 42 37 632 A1 bekannt sind. In dieser Druckschrift weist die Druckeinrichtung ein stabiles, vorzugsweise metallisches Druckelement zum Druckaufbau, ein elastisches Kissenelement zur Druck Speicherung und ein Brückenelement zur Druckeinleitung auf gesonderte Bereiche der Substratoberfläche auf. Das Brückenelement ist vorzugsweise ausgestaltet als ein Kunststoffformkörper mit einer dem Kissenelement zugewandten Fläche, von der eine Vielzahl von Druckfingern in Richtung der Substratoberfläche ausgehen.Also known are pressure-contacted power semiconductor modules, as they are known from DE 42 37 632 A1 are known. In this document, the pressure device has a stable, preferably metallic pressure element for pressure build-up, an elastic cushion element for pressure storage and a bridge element for pressure introduction onto separate regions of the substrate surface. The bridge element is preferably designed as a plastic molded body having a surface facing the cushion element, from which a plurality of pressure fingers extend in the direction of the substrate surface.

Mittels einer derartigen Druckeinrichtung wird das Substrat auf ein Kühlbauteil gedrückt und somit der Wärmeübergang zwischen dem Substrat und dem Kühlbauteil dauerhaft sicher hergestellt. Das elastische Kissenelement dient hierbei der Aufrechterhaltung konstanter Druckverhältnisse bei unterschiedlichen thermischen Belastungen und über den gesamten Lebenszyklus des Leistungshalbleitermoduls.By means of such a pressure device, the substrate is pressed onto a cooling component and thus the heat transfer between the substrate and the cooling component is made permanently secure. The elastic cushion element serves to maintain constant pressure conditions at different thermal loads and over the entire life cycle of the power semiconductor module.

Aus der DE 10 2004 025 609 A1 ist ein Leistungshalbleitermodul mit einer Grundplatte und als Kontaktfedern ausgebildete Hilfsanschlusselementen bekannt. Gemäß dieser Druckschrift werden die Kontaktfedern zur sicheren elektrischen Kontaktierung mittels eines Deckels mit Druck beaufschlagt. Hierbei sind die Kontaktfedern in einer nicht detailliert offen gelegten Halterung des Gehäuses angeordnet.From the DE 10 2004 025 609 A1 is a power semiconductor module with a base plate and formed as a contact springs auxiliary connection elements known. According to this document, the contact springs for safe electrical contact by means of a lid are pressurized. In this case, the contact springs are arranged in a holder of the housing not disclosed in detail.

Weiterhin ist aus der EP 1 648 029 A2 ein Leistungshalbleitermodul in Druckkontaktausführung bekannt, wobei hier für die Hilfskontaktanschlusselemente ein Formkörper mit Drahtverbindung und Steckkontakt offenbart ist. Der Formkörper selbst weist in seinem Inneren eine Anordnung mehrer flächiger Metallformkörper und einer Kontaktfeder auf.Furthermore, from the EP 1 648 029 A2 a power semiconductor module in Druckkontaktausführung known, in which case a molded body with wire connection and plug contact is disclosed here for the auxiliary contact terminal elements. The molding itself has in its interior an arrangement of several flat metal moldings and a contact spring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Leistungshalbleitermodul vorzustellen wobei die Anschlusselementen federnd ausgebildeten sind, gegen Herausfallen sowie gegen Verdrehen gesichert sind und das Leistungshalbleitermodul einer einfachen Herstellung zugänglich ist.The invention has for its object to present a power semiconductor module wherein the connection elements are resilient, are secured against falling out and against rotation and the power semiconductor module is accessible for easy production.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch die Maßnahmen der Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the measures of the features of claim 1. Preferred embodiments are described in the subclaims.

Als Ausgangspunkt der Erfindung dient ein Leistungshalbleitermodul, vorzugsweise in Druckkontaktausführung zur Anordnung auf einem Kühlbauteil, mit mindestens einem Substrat, mindestens einem hierauf angeordneten steuerbaren Leistungshalbleiterbauelement, einem Gehäuse und nach außen führenden Last- und Hilfsanschlusselementen, wobei der Begriff Hilfsanschlusselemente auch Steueranschlüsse, wie beispielhaft Gateanschlüsse von IGBTs (insulated gate bipolar transistor) einschließt. Die Leistungshalbleiterbauelemente sind hierbei auf zueinander isoliert angeordnete Leiterbahnen des Substrats angeordnet und schaltungsgerecht verbunden.The starting point of the invention is a power semiconductor module, preferably in Druckkontaktausführung for arrangement on a cooling component, with at least one substrate, at least one controllable power semiconductor component arranged thereon, a housing and leading outward load and auxiliary connection elements, wherein the term auxiliary connection elements and control terminals, such as gate connections of IGBTs (insulated gate bipolar transistor). The power semiconductor components are in this case arranged on mutually insulated interconnects of the substrate and connected in accordance with the circuit.

Die erfinderische Lösung wird an Hand der Zeichnungen weiter erläutert.The inventive solution will be further explained with reference to the drawings.

1 zeigt einen Schnitt durch ein Leistungshalbleitermodul gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a section through a power semiconductor module according to the prior art.

2 zeigte ein Anschlusselement eines erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls. 2 showed a connection element of a power semiconductor module according to the invention.

3 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung eines Anschlusselements des erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls. 3 shows a section through an arrangement of a connection element of the power semiconductor module according to the invention.

4 zeigt in dreidimensionaler Explosionsdarstellung einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Leistungshalbleitermodul. 4 shows a three-dimensional exploded view of a section through an inventive power semiconductor module.

5 zeigt in dreidimensionaler Darstellung einen detaillierten Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermodul. 5 shows a three-dimensional representation of a detailed section of a power semiconductor module according to the invention.

1 zeigt ein Leistungshalbleitermodul (1) nach dem Stand der Technik mit einer Grundplatte (2) im Längsschnitt. Auf dieser Grundplatte (2) angeordnet sind ein rahmenartiges Gehäuse (3) sowie zwei Substrate (5). Jedes Substrat (5) besteht aus einem Isolierstoffkörper (52) sowie aus metallischen Kaschierungen, die auf beiden Hauptflächen angeordnet sind. Die der Grundplatte (2) zugewandte metallische Kaschierung (56) ist flächig ausgebildet und in sich nicht strukturiert. Mittels einer Lötverbindung zwischen dieser Kaschierung (56) und der Grundplatte (2) werden diese zueinander fixiert. Demgegenüber ist die dem Inneren des Leistungshalbleitermoduls (1) zugewandte Kaschierung in sich strukturiert und bildet somit die Leiterbahnen (54) des Substrats (5) aus. 1 shows a power semiconductor module ( 1 ) according to the prior art with a base plate ( 2 ) in longitudinal section. On this base plate ( 2 ) are arranged a frame-like housing ( 3 ) such as two substrates ( 5 ). Each substrate ( 5 ) consists of an insulating body ( 52 ) as well as metallic laminations, which are arranged on both major surfaces. The base plate ( 2 ) facing metallic lamination ( 56 ) is flat and not structured in itself. By means of a solder joint between this lamination ( 56 ) and the base plate ( 2 ) These are fixed to each other. In contrast, the interior of the power semiconductor module ( 1 ) facing laminated in itself and thus forms the tracks ( 54 ) of the substrate ( 5 ) out.

Auf diesen Leiterbahnen (54) sind die Leistungshalbleiterbauelemente (60) angeordnet. Die Leistungs- (40) und die Hilfsanschlüsse (70) bilden die elektrischen Anschlusselemente des Leistungshalbleitermoduls (1). Die Hilfsanschlüsse (70) sind als Kontaktfedern ausgebildet und bedürfen im Betrieb einer Druckbeaufschlagung zur sicheren elektrischen Kontaktierung. Die schaltungsgerechte Verbindung der Leistungshalbleiterbauelemente (60) mit den Leiterbahnen (54) ist als Drahtbondverbindung (62) ausgebildet.On these tracks ( 54 ) are the power semiconductor devices ( 60 ) arranged. The performance ( 40 ) and the auxiliary connections ( 70 ) form the electrical connection elements of the power semiconductor module ( 1 ). The auxiliary connections ( 70 ) are designed as contact springs and require in operation a pressurization for safe electrical contact. The circuit-compatible connection of the power semiconductor components ( 60 ) with the tracks ( 54 ) is used as wire bond connection ( 62 ) educated.

Die Anschlusselemente (40) der Leistungsanschlüsse werden gebildet durch Metallformkörper, die an ihrem einen Ende löttechnisch mit der zugeordneten Leiterbahn (54) des Substrats (5) verbunden sind und an ihrem anderen Ende eine Ausnehmung zur Schraubverbindung aufweisen.The connection elements ( 40 ) of the power terminals are formed by metal moldings, which at their one end soldering with the associated conductor track ( 54 ) of the substrate ( 5 ) are connected and at its other end have a recess for screw connection.

Das Gehäuse (3) des Leistungshalbleitermoduls (1) ist zweistückig ausgebildet. Ein erster rahmenartiger Teil des Gehäuses (3) umschließt die Substrate (5), während ein zweiter Teil den Deckel des Gehäuses (3) bildet. Dieser Deckel weist Ausformungen zur Positionierung und Fixierung der Hilfsanschlüsse (70) auf. Die Leistungsanschlüsse (40) werden jeweils in dem rahmenartigen Gehäuseteil fixiert. Das Leistungshalbleitermodul (1) ist zur inneren elektrischen Isolierung mit einem Silikongel (80) vergossen.The housing ( 3 ) of the power semiconductor module ( 1 ) is formed in two pieces. A first frame-like part of the housing ( 3 ) encloses the substrates ( 5 ), while a second part covers the lid of the housing ( 3 ). This cover has formations for positioning and fixing the auxiliary connections ( 70 ) on. The power connections ( 40 ) are respectively fixed in the frame-like housing part. The power semiconductor module ( 1 ) is for internal electrical insulation with a silicone gel ( 80 ) shed.

2 zeigt ein Anschlusselement (70) eines erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls (1). Das Anschlusselement ist als Kontaktfeder (70) mit einem einer ersten (72) und einer zweiten Kontakteinrichtung (76) ausgebildet. Zwischen beiden Kontakteinrichtungen (72, 76) ist der federnde Abschnitt (74), hier in bevorzugter Weise als Schraubenfeder ausgebildet, des Anschlusselements (70) angeordnet. 2 shows a connection element ( 70 ) of a power semiconductor module according to the invention ( 1 ). The connecting element is used as a contact spring ( 70 ) with a first ( 72 ) and a second contact device ( 76 ) educated. Between both contact devices ( 72 . 76 ) is the resilient section ( 74 ), here in a preferred manner designed as a helical spring, of the connecting element ( 70 ) arranged.

Die erste Kontakteinrichtung (72) des Anschlusselements (70) ist bügelförmig ausgebildet und weist zwei seitliche Längsabschnitte (720, 722) auf. Diese Längsabschnitte überragen den federnden mittleren Abschnitt (74) in seinem Durchmesser (vgl. 3). Diese bügelförmige Kontakteinrichtung (72) ist besonders vorteilhaft zur Kontaktierung von Leiterbahnabschnitten auf Leiterplatten nach dem Stand der Technik, da hierbei die Oberfläche des Leiterbahnabschnitts durch die Kontakteinrichtung nicht beschädigt wird. Diese Ausgestaltung eines Anschlusselements (70) ist besonders bevorzugt, allerdings nicht beschränkt auf die Kontaktierung von Hilfsanschlüssen.The first contact device ( 72 ) of the connection element ( 70 ) is bow-shaped and has two lateral longitudinal sections ( 720 . 722 ) on. These longitudinal sections project beyond the resilient central section (FIG. 74 ) in its diameter (cf. 3 ). This bow-shaped contact device ( 72 ) is particularly advantageous for contacting printed conductor sections on printed circuit boards according to the prior art, since in this case the surface of the printed conductor section is not damaged by the contact device. This embodiment of a connection element ( 70 ) is particularly preferred, but not limited to the contacting of auxiliary terminals.

Die zweite Kontakteinrichtung (76) ist stiftartig ausgebildet, da diese Kontakteinrichtung (76) bevorzugt Leiterbahnen (54) des Substrats (5) kontaktiert. Diese Leiterbahnen (54) weisen eine deutlich größere Schichtdicke im Vergleich zu denjenigen von Leiterplatten auf, wodurch auch hier ein dauerhaft sicherer elektrischer Kontakt erreicht wird.The second contact device ( 76 ) is pin-shaped, since this contact device ( 76 ) preferably tracks ( 54 ) of the substrate ( 5 ) contacted. These tracks ( 54 ) have a significantly greater layer thickness compared to those of printed circuit boards, whereby a permanently secure electrical contact is achieved here as well.

3 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung eines Anschlusselements des erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermoduls (vgl. Schnitt B-B in 5). Dargestellt ist als Teil eines ersten Kunststoffformkörpers (30) ein senkrecht zum Substrat (5) angeordneter Schacht (302). In diesem Schacht (302) ist ein Anschlusselement (70) angeordnet, wobei dessen federnder Abschnitt (74) und auch dessen erste Kontakteinrichtung (72) dargestellt sind. Zur Aufnahme eines Längsabschnitts (722) dieser ersten Kontakteinrichtung (72) weist der Schacht (302) eine seitliche Ausnehmung (306) auf. Mittels dieser Ausnehmung ist das Anschlusselement (70) bereits verdrehsicher im Schacht angeordnet. Weiterhin weist der Schacht (302) eine Aussparung (304) auf. 3 shows a section through an arrangement of a connection element of the power semiconductor module according to the invention (see section BB in 5 ). Shown is as part of a first plastic molded article ( 30 ) one perpendicular to the substrate ( 5 ) arranged shaft ( 302 ). In this shaft ( 302 ) is a connection element ( 70 ), wherein its resilient portion ( 74 ) and also its first contact device ( 72 ) are shown. For receiving a longitudinal section ( 722 ) of this first contact device ( 72 ) the shaft ( 302 ) a lateral recess ( 306 ) on. By means of this recess, the connection element ( 70 ) already arranged against rotation in the shaft. Furthermore, the shaft ( 302 ) a recess ( 304 ) on.

Diese Aussparung (304) dient der Aufnahme eines zugeordneten Teilkörper (324) eines zweiten Kunststoffformkörper (32). Hierbei ist die Öffnung dieser Aussparung (304) vorteilhafterweise auf einen Öffnungswinkel (310) von weniger als 180 Grad begrenzt. Besonders vorteilhaft für den Herstellungsprozess des Leistungshalbleitermoduls (1) ist es den Öffnungswinkel (310) dieser Aussparung (304) derart auszuführen, dass ein seitliches Herauskippen des Anschlusselements (70) nicht möglich ist.This recess ( 304 ) serves to receive an associated partial body ( 324 ) of a second plastic molding ( 32 ). Here, the opening of this recess ( 304 ) advantageously to an opening angle ( 310 ) of less than 180 degrees. Particularly advantageous for the manufacturing process of the power semiconductor module ( 1 ) it is the opening angle ( 310 ) of this recess ( 304 ) in such a way that a lateral tilting out of the connecting element ( 70 ) not possible.

Der Teilkörper (324) des zweiten Kunststoffformkörper (32), der innerhalb der Aussparung (304) des Schachts (302) angeordnet ist und zusammen mit diesem eine geeignet ausgeformte Aufnahmen des Anschlusselements (70) bildet, weist ebenfalls eine seitliche Ausnehmung (326) auf. Diese dient ebenso wie diejenige (306) des Schachts (302) zur verdrehsicheren Ausbildung der Anordnung des Anschlusselements (70) in dieser Aufnahme.The part body ( 324 ) of the second plastic molding ( 32 ) inside the recess ( 304 ) of the shaft ( 302 ) is arranged and together with this a suitably shaped receptacles of the connecting element ( 70 ), also has a lateral recess ( 326 ) on. This serves as well as the one ( 306 ) of the shaft ( 302 ) for the rotationally secure formation of the arrangement of the connecting element ( 70 ) in this recording.

Das Anschlusselement (70) ist verdrehsicher in der durch den Schacht (302) und den Teilkörper (324) gebildeten Aufnahme angeordnet, da die erste Kontakteinrichtung (72) des Anschlusselements (70) bügelförmig ausgebildet ist und zwei seitliche Längsabschnitte (720, 722) aufweist, die den federnden Abschnitt (74) in seinem Durchmesser überragen.The connection element ( 70 ) is twist-proof in the through the shaft ( 302 ) and the partial body ( 324 ) arranged receptacle, since the first contact device ( 72 ) of the connection element ( 70 ) is bow-shaped and has two lateral longitudinal sections ( 720 . 722 ) having the resilient portion ( 74 ) project beyond its diameter.

4 zeigt in dreidimensionaler Explosionsdarstellung einen Schnitt, vergleichbar der Schnittlinie A-A der 1, durch ein erfindungsgemäßes Leistungshalbleitermodul (1). Dargestellt ist das durch das Gehäuse (3) umschlossene Substrat (5), hierüber angeordnet ein erster Kunststoffformkörper (30), der hier in bevorzugter Weise einstückig mit dem Gehäuse (3) ausgebildet ist. Der Kunststoffformkörper (30) weist eine Mehrzahl von Schächten (302) auf, in den die Anschlusselemente (70) hier Hilfsanschlusselemente angeordnet sind. Hierbei befindet sich ein Längsabschnitt (720, vgl. 2 oder 3) der ersten Kontakteinrichtung (72) des Anschlusselements (70) in einer Ausnehmungen (306) dieses Schachts (302). 4 shows in three-dimensional exploded view a section, comparable to the section line AA of 1 , by a power semiconductor module according to the invention ( 1 ). This is represented by the housing ( 3 ) enclosed substrate ( 5 ), above arranged a first plastic molded body ( 30 ), which here preferably in one piece with the housing ( 3 ) is trained. The plastic molding ( 30 ) has a plurality of shafts ( 302 ) into which the connection elements ( 70 ) are arranged here auxiliary connection elements. Here is a longitudinal section ( 720 , see. 2 or 3 ) of the first contact device ( 72 ) of the connection element ( 70 ) in a recesses ( 306 ) of this shaft ( 302 ).

Der dem Substrat (5) abgewandte Abschnitt eines Schachts (302) ist zusätzlich nochmals vergrößert dargestellt. Hierbei ist die Ausnehmung (304) zur Anordnung eines Längsabschnitts (720) einer bügelförmig ausgebildeten ersten Kontakteinrichtung (72) des Anschlusselements (70) ebenso wie die Aussparung (306) zur Anordnung eines Teilkörpers (324) eines zweiten Kunststoffformkörpers (32) mit einer Ausnehmung (322) dargestellt. Weiterhin ist eine Phase am Rand des Schachts (302) zur vereinfachten Herstellung der Anordnung aus Schacht (302) und Anschlusselement (70) erkennbar.The substrate ( 5 ) facing away from a shaft ( 302 ) is additionally shown enlarged again. Here, the recess ( 304 ) for arranging a longitudinal section ( 720 ) a bow-shaped first contact device ( 72 ) of the connection element ( 70 ) as well as the recess ( 306 ) for arranging a partial body ( 324 ) of a second plastic molding ( 32 ) with a recess ( 322 ). Furthermore, a phase at the edge of the shaft ( 302 ) for simplified manufacture of the assembly from manhole ( 302 ) and connecting element ( 70 ) recognizable.

Das dargestellte Leistungshalbleitermodul (1) ist in Druckkontaktausführung ausgebildet, wobei der zweite Kunststoffformkörper (32) vorteilhafterweise einen Teil der Druckeinrichtung ausbildet. Diejenigen Bereiche des zweiten Kunststoffformkörpers (32), die den Teilkörper (324) ausbilden weisen ebenfalls Ausnehmungen (326) zur Aufnahme von Längsabschnitten (722) der bügelförmig ausgebildeten ersten Kontakteinrichtung (72) des Anschlusselements (70) auf. Weiterhin weist der zweite Kunststoffformkörper (32) mit dem Schacht (302) des ersten Kunststoffformkörpers (30) fluchtende Ausnehmungen (328) auf, durch welche die jeweils erste Kontakteinrichtung (72) der Anschlusselemente (70) hindurch reichen. Die jeweilige Ausnehmung (328) ist derart gestaltet, dass nur die erste Kontakteinrichtung (72) nicht aber der federnde Abschnitt (74) hindurch reicht, wodurch das gesamte Anschlusselement (70) gegen Herausfallen aus dem fertig montierten Leistungshalbleitermodul (1) gesichert ist.The illustrated power semiconductor module ( 1 ) is formed in pressure contact embodiment, wherein the second plastic molded body ( 32 ) advantageously forms part of the printing device. Those areas of the second plastic molding ( 32 ), which the partial body ( 324 ) also have recesses ( 326 ) for receiving longitudinal sections ( 722 ) of the bow-shaped first contact device ( 72 ) of the connection element ( 70 ) on. Furthermore, the second plastic molded body ( 32 ) with the shaft ( 302 ) of the first plastic molding ( 30 ) aligned recesses ( 328 ), through which the respective first contact device ( 72 ) of the connection elements ( 70 ) through. The respective recess ( 328 ) is designed such that only the first contact device ( 72 ) but not the resilient section ( 74 ), whereby the entire connection element ( 70 ) against falling out of the fully assembled power semiconductor module ( 1 ) is secured.

Auf der dem Substrat (5) zugewandten Seite des ersten Kunststoffformkörpers (30) weist der Schacht (302) zur Aufnahme des federnden Abschnitts (74) des Anschlusselements (70) mit diesem fluchtend eine Durchführung (308) zur Kontaktierung der zweiten Kontakteinrichtung (76) mit Leiterbahnen (54) des Substrats (5), oder auch direkt mit einem auf dem Substrat angeordneten Leistungshalbleiterbauelement auf.On the substrate ( 5 ) facing side of the first plastic molded body ( 30 ) the shaft ( 302 ) for receiving the resilient portion ( 74 ) of the connection element ( 70 ) with this in alignment a bushing ( 308 ) for contacting the second contact device ( 76 ) with conductor tracks ( 54 ) of the substrate ( 5 ), or also directly with a power semiconductor component arranged on the substrate.

5 zeigt in dreidimensionaler Darstellung einen detaillierten Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Leistungshalbleitermodul (1) gemäß 4. Das Gehäuse (3) ist wiederum einstückig mit dem ersten Kunststoffformkörper (30) ausgebildet und umschließt das Substrat (5). Dieses weist einen Isolierstoffkörper (52) und zwei Metallkaschierungen, eine unstrukturierte (56) auf der Inneren des Leistungshalbleitermoduls (1) abgewandten Seite, sowie ein strukturierte und damit Leiterbahnen (54) ausbildende auf der dem Inneren des Leistungshalbleitermoduls (1) zugewandten Seite, auf. Auf einer Leiterbahn (54) ist ein Leistungshalbleiterbauelement (60) angedeutet, wobei alle schaltungsgerechten internen Verbindungen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. 5 shows a three-dimensional representation of a detailed section of a power semiconductor module according to the invention ( 1 ) according to 4 , The housing ( 3 ) is in turn integral with the first plastic molding ( 30 ) and encloses the substrate ( 5 ). This has an insulating body ( 52 ) and two metal laminations, one unstructured ( 56 ) on the inside of the power semiconductor module ( 1 ) side facing away, and a structured and thus conductor tracks ( 54 ) forming on the inside of the power semiconductor module ( 1 ) facing side, on. On a track ( 54 ) is a power semiconductor device ( 60 ), where all circuit-compatible internal connections are not shown for reasons of clarity.

Ein Anschlusselement (70) kontaktiert mit seiner zweiten Kontakteinrichtung (76) eine der Leiterbahnen (54) des Substrats (5). Hierzu ist das Anschlusselement (70) in einem Schacht (302) eines ersten Kunststoffformkörpers (30) angeordnet, wobei dieser substratseitig eine als Führung für die zweite Kontakteinrichtung (76) ausgebildete Durchführung (308) aufweist.A connection element ( 70 ) contacted with its second contact device ( 76 ) one of the tracks ( 54 ) of the substrate ( 5 ). For this purpose, the connection element ( 70 ) in a shaft ( 302 ) of a first plastic molding ( 30 ), this substrate side as a guide for the second contact device ( 76 ) trained implementation ( 308 ) having.

Der federnde Abschnitt (74) des Anschlusselements (70) ist in einer Aufnahme, die gebildet ist aus dem Schacht (302) des ersten Kunststoffformkörpers (30) und dem Teilkörper (324) des zweiten Kunststoffformkörpers (32), vgl. 3. Diese Aufnahme weist in einem dem Substrat (5) abgewandten Abschnitt Ausnehmungen (306, 326) auf in den die Längsabschnitte (720, 722) der ersten Kontakteinrichtung (72) des Anschlusselements (70) angeordnet sind.The resilient section ( 74 ) of the connection element ( 70 ) is in a receptacle that is formed from the shaft ( 302 ) of the first plastic molding ( 30 ) and the partial body ( 324 ) of the second plastic molding ( 32 ), see. 3 , This photograph shows in a the substrate ( 5 ) facing away from the recesses ( 306 . 326 ) in which the longitudinal sections ( 720 . 722 ) of the first contact device ( 72 ) of the connection element ( 70 ) are arranged.

Der zweite Kunststoffformkörper (32) weist Ausnehmungen (328) für die ersten Kontakteinrichtungen (72) der Anschlusselemente (70) auf. Durch die beschriebene Ausgestaltung und Anordnung der beiden Kunststoffformkörper (30, 32) zueinander ist das jeweilige Anschlusselement (70) verdrehsicher und gegen Herausfallen gesichert im Leistungshalbleitermodul (1) angeordnet.The second plastic molding ( 32 ) has recesses ( 328 ) for the first contact devices ( 72 ) of the connection elements ( 70 ) on. Due to the described configuration and arrangement of the two plastic moldings ( 30 . 32 ) to each other is the respective connection element ( 70 ) against rotation and secured against falling out in the power semiconductor module ( 1 ) arranged.

Claims

Power semiconductor module ( 1 ) with at least one substrate ( 5 ), at least one power semiconductor component arranged thereon ( 60 ), a housing ( 3 ), a first plastic molding ( 30 ), outwardly leading connection elements ( 70 ) and a second plastic molding ( 32 ) on the first plastic molding ( 30 ), the substrate ( 5 ) an insulating material body ( 52 ) and on the first of which the interior of the Power semiconductor module ( 1 ) facing main surface traces ( 54 ) and wherein at least one connecting element as a contact spring ( 70 ) in one piece with a first contact device ( 72 ), a second contact device ( 76 ) and at least one resilient section ( 74 ) is formed therebetween, wherein the first plastic molded body ( 30 ) at least one perpendicular to the substrate arranged shaft ( 302 ) for receiving the contact spring ( 70 ), this shaft ( 302 ) a lateral recess ( 306 ) for the rotationally secure arrangement of the contact spring ( 70 ) and a recess ( 304 ) for receiving an associated partial body ( 324 ) of the second plastic molding ( 32 ), wherein this partial body also has a lateral recess ( 326 ) and on the side facing away from the substrate, a recess ( 328 ) for the first contact device ( 72 ) of the contact spring ( 70 ) wherein the recess ( 328 ) is designed such that only the first contact device ( 72 ) but not the resilient section ( 74 ) and wherein the first contact device ( 72 ) of the contact spring ( 70 ) is formed bow-shaped with two lateral longitudinal sections ( 720 . 722 ) on the bow-shaped first contact device ( 72 ), which the resilient section ( 74 ) protrude in its diameter and in the recesses ( 306 . 326 ) are arranged.

Power semiconductor module according to claim 1, wherein the plastics molding ( 30 ) integral with the housing ( 3 ) is trained.

Power semiconductor module according to claim 1, wherein the power semiconductor module ( 1 ) is formed in pressure contact embodiment and the second plastic molded body ( 32 ) is formed as a part of the printing device.

Power semiconductor module according to claim 1, wherein the recess ( 304 ) has an opening angle of less than 180 degrees.

Power semiconductor module according to claim 1, wherein the shaft ( 302 ) on the substrate side as a guide for the second contact device ( 76 ) of the contact spring ( 70 ) trained implementation ( 308 ) having.